“工程力學(xué)”課程混合教學(xué)模式研究與實踐

摘 要：隨著時代不斷發(fā)展，我們國家已經(jīng)進入了一個嶄新的階段，傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在社會對人才的需求。為了培養(yǎng)學(xué)生具備較強的工程實踐能力，具備較高職業(yè)素養(yǎng)，具備良好社會責任感及職業(yè)道德，具備一定創(chuàng)新精神，從2019年開始，遼寧科技學(xué)院工程力學(xué)教學(xué)團隊和東北大學(xué)的工程力學(xué)教學(xué)團隊進行合作，參加了遼寧省教育廳組織“遼寧省高?？缧Ｐ拮x學(xué)分課程”計劃，以“工程力學(xué)”這門重要課程為基礎(chǔ)，進行線上線下混合式教學(xué)模式研究與實踐，并且將思想政治教育融入混合式教學(xué)改革之中，經(jīng)過5年教學(xué)改革實踐，取得非常好的教學(xué)效果。以其為基礎(chǔ)，在2021年12月成功申報遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)與共享項目，并且獲得批準。

關(guān)鍵詞：線上線下混合教學(xué)；跨校修讀；思政建設(shè)

工程力學(xué)是機械專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，但是本課程要求學(xué)生具有扎實的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)、較強的工程分析能力，而很多大學(xué)生理科底子較差，學(xué)起來非常吃力，甚至授課過程中出現(xiàn)學(xué)生不認真學(xué)習的現(xiàn)象，造成期末考試大面積不及格，畢業(yè)設(shè)計的時候強度計算錯誤較多，直接影響機械類專業(yè)人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往采用黑板和講課相結(jié)合灌輸式教學(xué)方式，教學(xué)效果不好，即使后來引入多媒體教學(xué)手段教學(xué)效果也沒有明顯提高。課下和學(xué)生交流發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍不清楚工程力學(xué)這門課程在工程實踐中的應(yīng)用。

針對這種現(xiàn)象，以遼寧科技學(xué)院韓穎燁教師為首的教學(xué)團隊和東北大學(xué)的李英梅教授為首的教學(xué)團隊合作，參加了遼寧省教育廳組織“遼寧省高?？缧Ｐ拮x學(xué)分課程”計劃。采取線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)，取得了良好效果，學(xué)生學(xué)習熱情有明顯提高，學(xué)習成績顯著改善，初步具備了將工程力學(xué)理論知識應(yīng)用于工程實踐的能力，并且在2021年12月成功申報遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源建設(shè)與共享項目，獲得批準。

一、線上課程特點

東北大學(xué)工程力學(xué)團隊和學(xué)堂在線合作，在2016年建成線上工程力學(xué)MOOC，包含視頻單元、測試單元和圖文單元、討論單元、工程實例等教學(xué)方式，建立起一套完整的、覆蓋面廣的工程力學(xué)課程線上教學(xué)體系。

（一）豐富的視頻資源

慕課平臺共有視頻單元70多個，除了最基本的教學(xué)視頻單元之外，還包括各種工程實例。比如在學(xué)習平面匯交力系受力分析這個知識點時，引入工程案例“絞車構(gòu)架受力分析”；在研究物體平衡問題的時候，引入工程案例“變速機構(gòu)的卡死問題和木箱平衡”，這樣使枯燥的教學(xué)更具有趣味性，同時也鍛煉了學(xué)生利用所學(xué)知識解決工程實踐的能力。

（二）完善了慕課討論單元

如下表所示，討論單元討論區(qū)單元共設(shè)有12個，靜力學(xué)5個，材料力學(xué)7個，其中基礎(chǔ)討論單元4個，高級討論單元8個，討論單元遵循“兩性一度”標準，具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度和“課程育人”相結(jié)合。比如，在學(xué)習考慮摩擦時物體的平衡問題，引入討論題目“拔河技巧你掌握多少”，通過放國際拔河比賽的視頻，和同學(xué)們一起分析專業(yè)拔河隊員和同學(xué)們參加拔河比賽的不同點，提出一些問題，為什么專業(yè)拔河運動員后傾？能不能利用所學(xué)到的知識計算出拔河時運動員比賽時的最佳傾斜角度，如果我們同學(xué)參加學(xué)校拔河比賽能采取哪些獲勝措施，引起了學(xué)生激烈討論。后來上課時學(xué)生很驕傲地告訴我，他們按照討論課所學(xué)知識改變戰(zhàn)術(shù)，在學(xué)院拔河比賽中，獲得全學(xué)院第一名好成績。

（三）改進了測試體系

線上課程舊版考評體系主要部分是作業(yè)—測試單元考核模塊，共有測試題目兩百多道，從2014年開始使用。2021年，結(jié)合2020年春季線上教學(xué)，以課程目標中的強化工程素養(yǎng)為設(shè)計主線，經(jīng)過一年多的準備，2021年春季將測試模塊升級為三級測試體系。新體系在題目數(shù)量、出題方式、目標分級側(cè)重等方面進行了改革與提升，并將八十多個工程實例融入測試題目之中，以增強學(xué)生工程力學(xué)理論的實際應(yīng)用能力，提升工程概念和工程素養(yǎng)。

（1）第一級測試主要是提高學(xué)生對基本概念和基本理論的掌握，這一級別題目主要是判斷題和改錯題，難度比較小。學(xué)生通過自我測試，一方面能了解到所做的題目是否正確，同時根據(jù)系統(tǒng)所給的題目解析，還能知道自己錯在哪些方面，怎樣進行改正，及時糾正錯誤，建立正確的概念，掌握基本理論。

（2）第二級測試考核目標是提高學(xué)生對工程力學(xué)計算方法的掌握程度和初步的理論應(yīng)用于實際的能力。這一級別題目主要是單選題，亂序方式出題，測試題難度適中、容易混淆、需要有一定計算能力，學(xué)生通過這一級題目的練習，可以提高工程力學(xué)計算能力和培養(yǎng)初步的工程職業(yè)素養(yǎng)。

（3）第三級測試考核目標是學(xué)生綜合能力和理論應(yīng)用于實際的能力，所以實施方法是題目難度增加、與工程實踐更深融合。這一級別題目主要是多選題，亂序方式出題，還有部分工程計算題。難度相對有所提高，這部分題目練習能夠使學(xué)生在綜合、實踐、創(chuàng)新等多方面能力有所提升。

二、線下課程特點

遼寧科技學(xué)院工程力學(xué)團隊于2019年秋季開始和李英梅教授團隊開始合作，針對線上和線下混合教學(xué)這種新模式開始進行探索。合作初期遇到以下困難：

（1）教學(xué)學(xué)時少，課程內(nèi)容多，客觀上為混合教學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂這種新教學(xué)模式帶來困難。

（2）部分學(xué)生自主性比較差，課后線上課程學(xué)習不用心，學(xué)習效果不好。

（3）教師對于線上線下混合教學(xué)掌握不好，利用網(wǎng)上資源授課的時候，經(jīng)常會出問題，比如想利用網(wǎng)上平臺進行隨機點名，結(jié)果系統(tǒng)卡在一個畫面不動；比如播放網(wǎng)上視頻，聲音效果不好，聲音時有時無。

（4）在課堂進行討論單元教學(xué)的時候，部分同學(xué)不參與發(fā)言，沒有達到全面提高的教學(xué)效果。

對于以上問題，遼寧科技學(xué)院線下教學(xué)團隊和東北大學(xué)建課團隊多次開會，針對以上情況，采取相應(yīng)措施：

（一）合理安排教學(xué)內(nèi)容

深入研究教學(xué)大綱，以大綱為基礎(chǔ)合理安排教學(xué)計劃，認真安排課堂教學(xué)內(nèi)容，提高課堂利用效率，比如講理論內(nèi)容時，盡量使語言精練，有效利用授課時間。在講例題的時候優(yōu)中選優(yōu)，盡量講題過程中，知識點不重復(fù)。每道題學(xué)生都有新的收獲，選擇例題時盡量選網(wǎng)上課程現(xiàn)有資源，尤其是網(wǎng)上課程的應(yīng)用實例，使學(xué)生理論學(xué)習內(nèi)容和生產(chǎn)實際內(nèi)容相結(jié)合。

同時盡量使線下教學(xué)方式多樣化，線下教學(xué)采用多種形式，有教師理論內(nèi)容講解，有觀看網(wǎng)上工程實例視頻，有各種例題講解，有利用網(wǎng)上討論單元進行討論，并且采用隨機點名方式督促學(xué)生都參與課堂教學(xué)中，這樣使課堂教學(xué)形式多種多樣，提高學(xué)生學(xué)習興趣。

（二）提高教師的業(yè)務(wù)水平

由于線下教學(xué)團隊很多都是50歲左右的老教師，對于計算機相關(guān)知識掌握不熟練，所以教學(xué)團隊虛心學(xué)習，認真參加平臺組織的培訓(xùn)課程，不恥下問，遇到計算機軟件使用問題向年輕教師請教，甚至向?qū)W生請教。很多教學(xué)問題其實都是在學(xué)生的指導(dǎo)下解決，比如舍棄教室音箱設(shè)備，在筆記本上安裝上移動藍牙發(fā)射裝置，連上藍牙音箱，最終解決視頻播放中的聲音問題。同時線下教學(xué)團隊每周三都要組織一次教學(xué)活動，總結(jié)教學(xué)中遇到問題，集思廣益，找到解決問題，同時大家共同討論接下來教學(xué)工作，不斷吸取教訓(xùn)，改進教學(xué)方法。

（三）充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習積極性

針對部分學(xué)生自主性比較差的問題，教師也采取相對措施。首先把線上教學(xué)參與度加入平時成績的考核中，教師每周都利用時間在平臺后臺統(tǒng)計分析本周學(xué)生參與程度，并且給予記錄。對于認真參與、認真完成教師布置的網(wǎng)上學(xué)習任務(wù)的同學(xué)給予表揚，平時成績加分。對于不認真的同學(xué)給予批評，平時成績扣分。并且每隔一段時間公布一下班級同學(xué)學(xué)習情況，督促后進學(xué)生，以達到全面提高目的。

授課過程中，教師發(fā)現(xiàn)有些同學(xué)對某個知識點特別感興趣，平臺討論區(qū)討論時特別活躍，而且有自己獨到見解，遇到這種情況，教師會和同學(xué)在討論區(qū)交流，同時鼓勵學(xué)生把自己獨到見解整理出來，上課時候可以安排一小段時間，讓這個同學(xué)給大家講講，發(fā)現(xiàn)效果很不錯，很多平時不顯眼的同學(xué)考慮問題角度很獨特，甚至超出教師認知范圍，這樣反倒能引起學(xué)生共鳴，教師也學(xué)到新的知識。同時也間接鍛煉了學(xué)生表達能力，鍛煉了學(xué)生社交能力。

（四）培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作和工匠精神

人才培養(yǎng)方案中要求培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神和工匠精神，要求學(xué)生具有能夠在多學(xué)科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色，能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流；具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神、工匠精神等；遵守機械工程專業(yè)的基本職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)道德，在工程實踐中遵守道德規(guī)范，并履行責任。為了達到以上培養(yǎng)目標，教學(xué)團隊采取如下措施：

（1）教學(xué)過程中嚴格要求學(xué)生按照工程制圖規(guī)范繪圖，不允許有任何偏差。工程制圖規(guī)范直接影響工程計算結(jié)果，養(yǎng)成好的習慣避免工作中出現(xiàn)人為計算偏差，對工作產(chǎn)生不良影響。

（2）教學(xué)過程中，嚴格要求學(xué)生計算公式正確，計算過程清晰嚴謹，計算結(jié)果正確，規(guī)范學(xué)生工程運算過程，同時作業(yè)和筆記和實驗報告還要嚴格強調(diào)字跡工整，強調(diào)符合格式要求，為以后工作中做項目打好基礎(chǔ)。

（3）實驗過程中，嚴格要求學(xué)生按照要求擺放工具，實驗過程中實驗臺整潔、有條理。實驗過程嚴格按照規(guī)范要求做實驗，避免實驗儀器損壞。實驗結(jié)束后整理實驗臺，打掃周圍衛(wèi)生，讓學(xué)生養(yǎng)成良好工作習慣。

（4）安排大作業(yè)的時候采用團隊形式，鼓勵學(xué)生當負責任人，鼓勵團隊成員分工合作，對于團隊中組織者加分，對于團隊中不完成本職工作學(xué)生扣分，團隊合作好的團隊加分，只有一個人干活，其他人不干活的團隊扣分，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神。

（五）加強建課團隊和授課團隊交流

為了兩校教師之間能更好地進行交流，東北大學(xué)工程力學(xué)團隊建立用于日常聯(lián)系和教學(xué)交流和教學(xué)討論的微信群，在微信上建立了工程力學(xué)方面教學(xué)交流小平臺“力學(xué)下午茶”，微信群里面的教師在這個小平臺可以發(fā)表工程力學(xué)方面的各種小經(jīng)驗、小體會、小文章。并且根據(jù)慕課后臺的教學(xué)反饋，根據(jù)微信群里和教師交流和要求，建課團隊對慕課不斷完善和改進，同時將改進內(nèi)容以文件形式發(fā)給教師進行討論，以求進一步做好跨校修讀教學(xué)工作。

三、思政教育融入教學(xué)中

隨著時代發(fā)展，我國進入了新的階段，傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在人才培養(yǎng)要求，教育部要求加強思想政治教育。對此我們教學(xué)團隊深入研究將思政教育融入課堂教學(xué)中，經(jīng)過教學(xué)實踐，取得良好效果。

（一）提高教師的思政水平

教師是學(xué)生學(xué)習的引導(dǎo)者，課堂上一言一行都對學(xué)生產(chǎn)生影響，提高教師本身政治思想水平是首要工作。首先團隊教師認真學(xué)習了新時代中國特色社會主義思想主題教育工作會議上的講話。學(xué)習國家對于思想政治教育的政策和要求，考慮到專門的思政教師對政策理解更專業(yè)，政治水平更高，對于學(xué)生思想情況有所了解。我們教學(xué)團隊參加了專業(yè)思政教師的報告會，會后和專業(yè)思政教師交流，向?qū)I(yè)思政教師學(xué)習。同時教學(xué)團隊也參加了學(xué)校組織的專家時政報告會，拓寬教師視野。

（二）將思政教育有效融入課堂之中

工程力學(xué)是一門專業(yè)性比較強的學(xué)科，課程教學(xué)內(nèi)容較多，學(xué)習壓力比較大，如果采用生搬硬套方式把思政教育引入教學(xué)中，一方面教學(xué)效果不好，容易引起學(xué)生反感，另一方面也影響正常教學(xué)工作。這就需要教師合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，讓思政內(nèi)容融匯于教學(xué)中，比如在授課過程中，講彎曲變形強度計算這個知識點時，以趙州橋為例進行講解，一方面加深了學(xué)生對這個知識點的理解，另一方面培養(yǎng)了學(xué)生將理論知識應(yīng)用于工程實踐中的能力，還使學(xué)生了解我們國家古代取得的偉大科學(xué)成就，激發(fā)學(xué)生對中華民族認同感。

（三）宣傳我們國家取得偉大成就

在畢業(yè)設(shè)計審查論文過程中發(fā)現(xiàn)，很多同學(xué)對于我們國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平不了解，于是教學(xué)團隊在教學(xué)中加入宣傳我們國家取得偉大成就內(nèi)容，推薦學(xué)生看央視一些紀錄片比如《大國重器》《創(chuàng)新中國》，讓學(xué)生了解到我們國家科技發(fā)展的真正水平。除此之外，線上慕課中加上我們國家制造業(yè)最新發(fā)展的相關(guān)視頻，一方面讓學(xué)生了解到工程力學(xué)這個學(xué)科在祖國最先進基礎(chǔ)建設(shè)中的應(yīng)用，另一方面也激發(fā)了學(xué)生民族自信心。

結(jié)語

總而言之，新時代對教育有了更高要求，教師應(yīng)該不斷改進教學(xué)方法，提高自身教學(xué)水平，培養(yǎng)出符合國家實際需要的本科人才。我們都在自己的崗位上奮斗過，在自己的戰(zhàn)場上拼搏過，希望離開崗位那一天，心懷驕傲沒有遺憾。

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作者簡介：韓穎燁（1973— ），男，漢族，遼寧本溪人，講師，遼寧科技學(xué)院機械工程學(xué)院教師，研究方向：機械設(shè)計。